圖：在5G技術還未普及之前，4G網絡依然是移動通信的主幹/網絡圖片
自新世紀以來，互聯網逐步成為繼電力、道路之外的又一重大基礎設施。尤其是當移動互聯網（Mobile Internet）興起之後，人們可以直接從手機上瀏覽網頁，登錄各種APP，使得人們對於互聯網的依賴也進一步增加。而各式各樣的網絡服務也直接影響了普通人的職業生活，一個製作精良的個人主頁往往可以讓一個求職人謀得一份更好的工作。
儘管人們在廣泛使用各種互聯網服務，享受着互聯網帶給人們的便利和額外利益，但是互聯網技術卻彷彿永遠屬於那些專業人士，讓普通人摸不着頭腦。讀者又可否設想過，當你在YouTube上觀看一段有趣的視頻的時候，這背後又有怎樣的神奇在發生。實際上，就像大部分複雜事物一樣，互聯網技術複雜的外殼下也隱藏着一個簡單的基礎。本文就帶您揭開互聯網技術看似複雜的外表，來一窺它的究竟。/段經璞 汪漪 楊秋琳
在進入正題之前，讓我們先介紹一下互聯網的發展歷史。早在上世紀60年代，美國政府就開始對計算機網絡的技術進行研究。隨着研究的逐步推進，美國逐步建立了ARPNET。作為互聯網的前身，ARPNET在上世紀80年代連接了美國的各個學術機構以及軍方設施。進入上世紀90年代，互聯網技術開始逐步商用，各大互聯網服務提供商開始為普通民眾提供互聯網服務，互聯網的發展也就此進入上升期。我們熟悉的PCCW也是在這一時期開始在香港提供互聯網服務。在20世紀末期到本世紀初，由於互聯網技術的火熱，大量的投機資本也跟隨進了互聯網界，並瘋狂推高了諸如亞馬遜，雅虎等很多在NASDAQ上市的互聯網公司的股價，形成了大量的泡沫。這些泡沫於2000年起開始逐步消退，並蒸發掉互聯網和IT產業界大量的市值。這也就是歷史上著名的互聯網泡沫危機。
但是資產泡沫的破裂並無法阻止技術前進的腳步。進入2010年以後，隨着4G移動網絡技術的發展和智能手機的普及，我們又進入了移動互聯網時代。時至今日，上百家互聯網服務提供商在香港為廣大民眾提供着重要的互聯網連接服務，而三星，蘋果，聯想等世界知名的終端設備製造商也為大家提供了手機和個人電腦。互聯網也徹底成為了普通人無法離開的基礎服務。
計算機網絡的基礎
互聯網包含了各種各樣的核心技術，這其中最為重要的就是計算機網絡。計算機網絡是由大量的節點相互連接而成的一個真實網絡。在這個網絡中，兩個節點之間通過一條確定的物理路徑進行連通。網絡上傳輸數據的最小單位被稱作數據報文（datagram）。它可以被類比為傳統郵政服務中的一封信件，具有源地址（寄件人），目的地地址（收件人）和報文負載（信件內容），並在網絡的節點中進行傳遞。網絡中的節點分為兩大類，包括終端設備和轉發節點。其中，終端設備包括常見的手機和個人電腦，它負責發送和接收數據報文。而轉發節點則包括交換機和路由器，它會根據數據報文中所包含的信息對數據報文進行相應的轉發。
終端設備：數據報文的生成地
每天，當你掏出手機，打開瀏覽器，正是無數生成和接收到的數據報文幫你傳遞了網頁上的關鍵信息。當手機等終端設備通過網絡向外界進行通信時，運行在終端設備上的計算機程序會自動地填寫好數據報文中的各種內容，並將這個數據報文從該設備的網絡接口上發送出去。對於從網絡接口上收到的數據報文，終端設備則會解析這個報文所攜帶的信息，並對發送給自己的報文進行後續的處理。
交換機：數據報文的本地轉發點
從終端設備上發送出去之後，數據報文通常會進入交換機。我們日常生活中常見的家用無線「路由器」，從功能上來說也是一種交換機。交換機會根據數據報文的目的地地址將它轉發到與交換機相連的其他節點，使得報文最終可以正確地到達目的地。交換機會向下連接一個小型區域內部的諸多終端設備。一棟商業大樓裏，或者一個住宅小區內，都會有若干台交換機來對連接用戶的個人電腦、手機等終端設備。交換機還會向上連接其他交換機和各種路由器，以使得用戶的數據報文可以到達更遠的地方。
路由器：數據報文的廣域轉發點
相對於交換機，路由器是一種高端的大型設備，通常售價不菲，並由諸如Cisco等世界知名的互聯網設備供應商而製造。路由器具有大量的網絡端口，並連接互聯網中大量的節點。通常，路由器會和其他的路由器以及交換機相連。當數據報文被轉發到路由器的時候，路由器也會根據數據報文的目的地地址對數據報文進行轉發。在路由器上，一個數據報文有可能會被發送到成千上萬公里之外，到達另外一個國度，也有可能會被下發到某個交換機，使得數據報文能夠正確地到達接收節點。
連接線：連通網絡中各個節點
為了連通網絡中的兩個節點，我們需要使用各種各樣的連接線。銅線（Copper）是日常生活中最為常見的連接線。日常所見的包裹着藍色外皮的網線，其實是一種銅線，而塑料的藍色外皮則是銅線的保護層。由於銅線傳輸數據報文的速度較慢，它通常被用於連接終端設備和交換機。光纖（Fiber）相比於銅線具有更高的傳輸速度，因此它被廣泛用於交換機和路由器之間的連接。有時，光纖會漂洋過海，將身處不同大陸的路由器連接起來。這樣的光纖因被埋在海底而被稱為海底光纜。海底光纜是十分重要的設施，沒有海底光纜，身處不同大陸的路由器就無法相連，我們的互聯網服務也無法跨越整個世界。
在近些年，隨着無線技術的發展，4G無線網絡和WIFI也成為了連接終端設備和交換機的重要連接方式。當使用無線技術的時候，數據包會直接在空氣中通過電磁波的形式直接傳播，而避免了實體連接線造成的種種不便。
互聯網技術的簡介
當你瀏覽網頁的時候，你有沒有想過，你面前色彩紛呈而又充滿趣味的動態頁面究竟是怎麼出現？在了解網絡技術的基礎後，我們就可以輕鬆地解構出現代互聯網技術的簡單脈絡。
客戶端和服務器
現代互聯網技術是由大量的客戶端和服務器構成的。客戶端和服務器都屬於網絡中的終端設備，客戶端通過數據報文的形式向服務器發送請求（request），而服務器則會向客戶端發送相應的答覆（response）。發送的請求和收到的答覆則通過網絡的轉發到達最終的目的地。這樣一來一回的交互式過程也就形成了我們瀏覽網頁和使用APP時的基本流程。
當用戶瀏覽網頁的時候，用戶的終端設備會向提供網頁的服務器發送相應請求，以獲取頁面。服務器在收到請求後，會找到相應的網頁，並將這個網頁回覆給客戶端。客戶端收到網頁回覆後，會將網頁中所包含的具體內容渲染到終端設備的屏幕上，映入人眼的美麗頁面也就此生成。
同樣的，當用戶點擊了YouTube網站上的一段視頻的時候，用戶的終端設備會向YouTube的服務器發送播放視頻的請求，而服務器則會將視頻以請求的方式源源不斷的發送給客戶端，並最終播放到客戶端的屏幕上。
超文本傳輸協議HTTP
客戶端和服務器所交互的信息五花八門。除了傳輸網頁，當用戶觀看在線視頻的時候，服務器也會將一段視頻推送給客戶端。為了應對千變萬化的內容，客戶端和服務器之間所傳遞的內容會被封裝到超文本傳輸協議中來進行傳輸。超文本傳輸協議使用一種格式化的方法將客戶端或服務器生成的內容封裝起來，包裹到一個到多個數據報文之中，並傳輸到互聯網中。當客戶端或服務器收到超文本傳輸協議所攜帶的信息後，它可以將其進行解析，並提取其中的關鍵內容。
超本文傳輸協議唯一的不足就是其保密性差。客戶端和服務器所交互的信息會直接以明文的形式寫入到超文本協議當中，使得網絡中像黑客（Hacker）一樣的惡意用戶可以輕易的竊取並篡改超文本協議中傳輸的內容，進而造成難以遇見的惡劣後果。為了提高超文本傳輸協議的安全性，人們發明了超文本傳輸安全協議（HTTPS），也就是超文本傳輸協議的安全版。在超文本傳輸安全協議中，所有的消息都是經過加密的，這也就有效的防止了惡意用戶的各種不良行為。
互聯網技術的應用
在學習了互聯網技術的基礎以後，我們應該怎樣利用互聯網技術來為自己更好地服務呢？接下來，我們簡要介紹搭建個人主頁的流程。有了個人主頁，你就可以向全世界展示自己。
建立個人主頁
為了建設一個個人主頁，我們首先要搭建一個屬於我們自己的服務器。只有這樣，世界各地的客戶端程序才能從這台服務器上獲取我們的個人主頁。
使用傳統方法搭建個人服務器是非常複雜的，我們需要配置一台電腦主機，在這台電腦主機上安裝像Apache Server這樣的程序以實現服務器的基本功能。然後，我們要從像GoDaddy這樣的域名提供商那裏購買一個域名（Domain Name），來作為我們個人主頁的基本地址，並綁定我們的服務器主機。最後，我們需要使用超文本標記語言（HTML）來編寫我們個人主頁的代碼，並將編寫好的代碼上傳到服務器。超文本標記語言內標註了我們個人主頁的基本內容，以及它們在頁面上所應該顯示的位置。當客戶端程序在瀏覽網頁的時候，只要在瀏覽器內輸入我們個人主頁的域名，客戶端就會生成一個請求。這個請求最終會抵達我們的服務器，並取回我們存放在服務器上的個人主頁的代碼。最後，我們個人主頁的代碼也就會在客戶端上顯示出來。
使用雲服務
按照傳統方式搭建個人網站是一個相對複雜的過程。近些年來，隨着像Amazon Web Services（AWS），Azure，阿里雲，騰訊雲等雲服務（Cloud Service）的興起，搭建個人網頁也變得越來越簡單。我們可以直接從雲服務提供商處租用一台配置好的個人服務器，從而避免了人工搭建服務器，購買域名和安裝服務器程序等一系列的繁瑣流程。在購買了個人服務器之後，我們只需要將編寫好的個人網頁代碼上傳到服務器上，就可以快速搭建個人頁面了。
本文對網絡技術，以及互聯網技術作了簡要的介紹。要知道，互聯網經過了幾十年的演化進程，其中每一項技術都是智慧的結晶，無法用簡單的語言來進行徹底描述。要想進一步了解互聯網的相關知識，請利用好互聯網這個充滿威力的武器，並從互聯網上汲取更多的知識吧！
下期「3C科技」將於6月25日刊登
